CN113292184A - 一种移动式光电互补污水深度净化系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于环保技术和环保设备领域，涉及一种污水处理系统及其处理方法，特别涉及一种移动式光电互补污水深度净化系统及其方法，包括能够吊装的集装箱、集成于集装箱内的污水深度净化系统以及设置于集装箱表面的光伏发电装置，所述污水深度净化系统包括混凝沉淀装置和离子催化电解脱氮装置。采用本发明提供的移动式光电互补污水深度净化系统对小水量污水或微小污染水体进行净化处理，不仅出水水质高，便于移动，建设安装时间短，而且能够节约能源，绿色环保，非常适用于小微污染水体处理和污水处理应急工程建设需要。
Description
技术领域
本发明属于环保技术和环保设备领域，涉及一种污水处理系统及方法，特别涉及一种移动式光电互补污水深度净化系统及方法。
背景技术
污水是人们生活和生产过程中产生的污染水体。我国市政污水的主要污染物呈现南低北高的特点，通常理化指标为COD≤700mg/L(多数在200～500mg/L，其中，南方地区多数CODCr≤400mg/L)、BOD5≤350mg/L(多在100～300mg/L，南方地区BOD≤200mg/L)、SS≤400mg/L、氨氮≤35mg/L、总氮≤50mg/L、总磷≤8mg/L、pH7～9。目前，国内外的污水处理方法主要采用生化法，自1912年克拉克发明污水生化处理工艺以来，100多年来，污水处理工艺几乎没有重大改变，它包括一级处理、二级处理和深度处理。一级处理主要包括污水收集、粗格栅过滤、细格栅过滤到沉沙池和初沉池；二级处理的主要工艺有：活性污泥法、生物膜法和膜生物反应器(MBR)工艺三大类型。应用于生活污水处理厂的活性污泥处理工艺主要有三个系列：(1)氧化沟系列；(2)A/A/O系列；(3)序批式反应器(SBR)系列。应用于污水处理厂的生物膜法主要是曝气生物滤池工艺(BAF)和移动床生物膜(MBBR)工艺。膜生物反应器(MBR)是20世纪末发展起来的新型污水处理工艺。国内外应用的深度处理工艺主要为化学除磷和反硝化脱氮工艺。然而，现有的污水生化处理工艺存在如下突出问题：
(1)低温运行不稳定：生化法处理工艺是当前国内外污水的主流处理工艺。但是无论是采用活性污泥处理工艺还是采用生物膜法工艺和膜生物反应器(MBR)工艺建设的污水处理厂，一些严寒地区或由于冬季气温低，当水温低于15℃时，硝化菌的活性受到强烈抑制，硝化效果差，出水氨氮多数大于15mg/L，有的甚至超过20mg/L。由于硝化效果不好，反硝化效果更是没有保证，出水总氮多数大于20mg/L。因此，北方的污水处理厂在冬季的出水别说达到《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)的准Ⅳ类的水质，就是《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)的一级B标准也难以保证。
(2)占地大：采用活性污泥处理工艺、生物膜法工艺和膜生物反应器(MBR)工艺建设污水处理厂对污水进行处理时，污水停留时间多数长达17小时以上，构筑物多、万吨污水处理厂用地面积多为12～15亩，占用大量的土地资源。
(3)出水水质不高：采用活性污泥处理工艺、生物膜法处理工艺和膜生物反应器(MBR)等工艺建设的污水处理厂对污水进行处理时，出水水质多数为《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)的一级A标准或《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)的准Ⅳ类(主要是总氮只能达到5～10mg/L)，水质较差，多数不能满足水资源利用要求，同时，大量的氮排放，造成江河湖泊的水体氮超标，水体富营养化，导致蓝藻事件不断曝发。
(4)调试周期长：生化法污水处理工艺在污水处理厂建成后，需要培养微生物，好氧微生物培养较快，厌氧微生物则需要2～3个月甚至更长的时间培养，因此，污水处理厂的调试期较长。
(5)运行运管难度较大：由于微生物对污水的pH、盐度、营养等敏感，如果水质波动较大，管理反应不及时，会导致微生物大量死亡，导致整个生化系统奔溃，重新培养需要2～3月的时间。因此，运行运营难度较大。
(6)扩容无地：由于近四十年的经济高速发展，现有污水处理厂大多处理城市中心。多数污水规划建设时，对社会经济发展预测不足，没有留有足够的扩建用地，导致当前需要扩容时，没有建设用地。
(7)水体富营养化的主要根源：水体富营养化主要是水体中氮磷含量日积月累、不断积累，严重超标，造成这一结果的主要原因之一就是城镇污水处理厂的污水排放。目前，依据《城镇污水处理厂污染物排放标准》，采用活性污泥法建设的污水处理厂的出水氨氮多数大于1mg/L，总氮多数大于10mg/L，总磷多数大于0.4mg/L，出水中大量的氮、磷随之排入水体，氮磷含量日积月累、不断积累，造成水体富营养化，导致藻类大量增殖，水华反复爆发。
(8)污泥脱水难度、味道臭：采用生化法处理时，污泥中含有大量的微生物菌团，微生物菌团中含有大量细胞间水，再通过高温蒸煮或理化调理后采用高压板框压滤，才能将污水脱水至含水60％以下。此外，由于污水中含有大量的有机物和厌氧菌，污泥在收集、脱水处理和转运过程中，有机物在厌氧菌的作用下会释放出难嗅的大量恶臭，影响污水处理厂的生产环境和污水处理厂四周的生活环境。
(9)臭味扰民：采用生化法处理时，厌氧工序和缺氧工序会产生大量带有恶臭的气体，为了根除恶臭，需要投入较多资金，建设臭味收集处理装置。
(10)需要投加碳源：一是当进水的COD浓度较低，碳氮比不协调时，二是需要采用反硝化脱总氮时，都需要投加碳源。
(11)建设周期长：采用生化处理工艺建设污水处理厂时，有大量的厌氧池、缺氧池、好氧池和二沉池等大量构筑物需要采用传统的混凝土结构，这些构筑物的工程进度受地质条件和天气影响较大，难以精准控制，建设时间长。
因此，提高污水处理厂的出水质量，降低城镇污水处理厂的氮、磷排放，解决污水处理厂的建设用地是目前市政污水处理的首要目标，也是重要难题。但是，尽管这些经典污水处理工艺应用了一百多年，但至今未见较大的改变，出水水质不能满足社会经济发展和《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)的指标要求，所以，急需开发一种出水水质高(能满足水资源利用要求)、污水停留时间短、用地面积小、构筑物少、建设速度快、运行费用较低并大幅缩短施工时间的新型污水处理工艺。此外，由于国家对污水处理设施建设和消除黑臭水体抓得很紧，导致全国各地有大量小微的污染水体和应急污水处理工程急需移动运输方便，污水处理效好，出水水质高，建设、调试时间短的移动式一体化小型污水处理装备。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术采用生化处理技术对污水进行处理时存在的以上缺陷，而提供一种新的移动式光电互补污水深度净化系统及方法，该污水处理系统及方法将混凝沉淀和离子催化电解脱氮相结合，并采用光伏发电装置对用电器供电，不仅出水水质高，便于移动，建设安装时间短，而且能够节约能源，绿色环保，非常适用于小微污染水体处理和污水处理应急工程建设需要。
具体地，本发明提供了一种移动式光电互补污水深度净化系统，包括能够吊装的集装箱、集成于集装箱内的污水深度净化系统以及设置于集装箱表面的光伏发电装置，所述污水深度净化系统包括混凝沉淀装置和离子催化电解脱氮装置；所述混凝沉淀装置包括pH调节池、混凝池、助凝池、沉淀池和中间水池，所述pH调节池的出水口与混凝池的进水口连接，所述混凝池的出水口与助凝池的进水口连接，所述助凝池的出水口与沉淀池的进水口连接，所述沉淀池的出水口与中间水池的进水口连接；所述离子催化电解脱氮装置包括电解机、脱气罐和离子催化剂投加装置，所述电解机的进水口与混凝沉淀装置的中间水池的出水口连接且两者的连接管路上安装有管道混合器，所述离子催化剂投加装置的出口与管道混合器的进口连接，所述电解机的出水口与脱气罐的进水口连接，所述脱气罐的出水口一路与清水排水管连接而另一路经由循环泵与管道混合器的进口连接；所述光伏发电装置包括若干太阳能板、汇流箱、逆变器和光伏发电双向电表，所述汇流箱用于对太阳能板所产生电能进行汇流，所述汇流箱的输出端一路经由逆变器至少与污水深度净化系统的用电器连接以向用电器提供电源，另一路经由逆变器和光伏发电双向电表与电网连接。
进一步地，当光伏发电装置所产生的电量多于污水深度净化系统的使用电量时，则光伏发电装置的多余电量经由逆变器和光伏发电双向电表向电网供电；当光伏发电装置所产生的电量小于污水深度净化系统的使用电量时，则由电网经由光伏发电双向电表和逆变器向污水深度净化系统的用电器供电。
进一步地，所述脱气罐的进水口与位于脱气罐底部的布水器连接，所述脱气罐的顶部还设置有刮渣器和气泡浮渣收集槽，所述刮渣器用于将脱气罐中液体表面的气泡刮入气泡收集槽中。
进一步地，所述脱气罐的出水口设置于离脱气罐顶部300～1000mm处，所述脱气罐的出水口与清水排水管连接的管路上设置有曝气池。
进一步地，所述离子催化电解脱氮装置还包括电极清洗装置，所述电极清洗装置包括酸洗溶液贮罐和酸洗溶液输送泵，所述酸洗溶液贮罐的出口与电解机的出水口连接且酸洗溶液输送泵设置在两者的连接管路上，所述酸洗溶液贮罐的进口与电解机的进水口连接。
进一步地，所述集成于集装箱内的污水深度净化系统还包括污泥处理装置，所述污泥处理装置包括污泥浓缩池、理化调理池和脱水机，所述污泥浓缩池的进口分别与混凝沉淀装置中沉淀池底部的污泥出口以及离子催化电解脱氮装置中脱气罐底部的污泥出口连接，所述污泥浓缩池的污泥出口与理化调理池的进口连接，所述污泥浓缩池的污水出口与混凝沉淀装置中pH调节池的进水口连接，所述理化调理池的出口与脱水机的进口连接，所述脱水机的污水出口与混凝沉淀装置中pH调节池的进水口连接，所述脱水机的泥块出口与外界连接。
进一步地，所述pH调节池、混凝池和助凝池分别设置有pH调节剂投加装置、混凝剂投加装置和助凝剂投加装置；所述pH调节剂投加装置包括pH调节剂储罐和加药泵，所述混凝剂投加装置包括混凝剂储罐和加药泵，所述助凝剂投加装置包括助凝剂储罐和加药泵。
进一步地，所述移动式光电互补污水深度净化系统的进水口安装有COD、氨氮、总氮和总磷的在线监测仪中的一种或多种，出水口安装有余氯在线监测仪、COD、氨氮、总氮和总磷的在线监测仪中的一种或多种。
本发明还提供了一种污水处理方法，其特征在于，该方法在上述移动式光电互补污水深度净化系统中进行且在污水处理的过程中采用设置于集装箱表面的光伏发电装置向污水深度净化系统的用电器供电，具体包括如下步骤：
S1、混凝沉淀：将待处理污水引入pH调节池中以将其pH值调节至8～9，再引入混凝池中并加入混凝剂混合均匀，所述混凝剂选自三氯化铁、聚合铁、硫酸铁、硫酸铝和聚合氯化铝中的至少一种，之后引入助凝池中并加入聚丙烯酰胺混合均匀，接着引入沉淀池中静置沉淀，所述静置沉淀所得上清液引入中间水池中；
S2、离子催化电解脱氮：将中间水池的出水与源自离子催化剂投加装置的氯离子催化剂在管道混合器中混合均匀之后引入电解机中进行离子催化电解脱氮，所述氯离子催化剂的用量以将引入电解机中污水的氯离子浓度控制在100～200mg/L为准，所述离子催化电解脱氮完毕后所得污水引入脱气罐中进行气液分离，所述气液分离所得上清液经由循环泵再次泵入电解机中进一步进行离子催化电解脱氮至氨氮、总氮、CODCr、BOD5合格后排入脱气罐脱气后外排。
进一步地，步骤S1中，所述混凝剂的用量为80～150g/m3。
进一步地，步骤S1中，所述助凝剂的用量为0.1～1.5g/m3。
进一步地，步骤S1中，所述氯离子催化剂为次氯酸钠和/或氯化钠。
进一步地，步骤S2中，所述离子催化电解脱氮的工作电压为5～100V且电流为10～2000A。
进一步地，步骤S1中，所述混凝沉淀主要用于去除污水中大量的SS、CODCr、BOD5、总磷、石油类、动植物油和各种重金属离子，经过混凝沉淀处理后，SS被去除95％以上，CODCr、BOD5被去除70～90％，总磷被去除95％以上，各种重金属离子被去除95％以上。
进一步地，步骤S2中，所述离子催化电解脱氮主要用于去除氨氮和总氮，同时兼顾去除混凝沉淀后污水中残余的SS、CODCr、BOD5和总磷，经过离子催化电解脱氮后的出水满足如下指标：CODCr≤40mg/L、BOD5≤10mg/L、氨氮≤2mg/L、总氮≤3mg/L、总磷≤0.4mg/L、SS≤10mg/L、色度≤5、粪大肠菌群数≤3个/L。
进一步地，本发明提供的污水处理方法还包括步骤S3，将混凝沉淀和离子催化电解脱氮所得污泥别输送至污泥处理装置的污泥浓缩池内进行重力浓缩得到上部的上清液和底部的浓缩污泥；将上清液返回至混凝沉淀装置的pH调节池中进一步处理，将浓缩污泥输送至理化调理池中；在理化调理池内加入理化调理剂进行理化调理，所述理化调理剂选自石灰、三氯化铁和聚合氯化铝中的至少一种，经理化调理后的污泥输送至脱水机内脱水，所述脱水所得污水返回至混凝沉淀装置的pH调节池中进一步处理，所述脱水所得泥块外排。
本发明与现有技术相比，具有以下明显优势：
(1)本发明提供的移动式光电互补污水深度净化系统可以根据污水处理的需要灵活移动，适合5～1000吨/日规模的污水处理，出水水质满足如下指标：CODCr≤40mg/L、BOD5≤10mg/L、氨氮≤2mg/L、总氮≤3mg/L、总磷≤0.4mg/L、SS≤10mg/L、色度≤5、粪大肠菌群数≤3个/L，pH为6～9之间，能够达到《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)Ⅴ水对应的指标要求，解决了现有小微水体和小型污水处理站的处理设备和技术的难题；
(2)采用本发明提供的移动式光电互补污水深度净化系统处理污水时，受氨氮、总氮、COD、总磷的浓度变化影响较小，出水的主要污染物可以达到地表Ⅴ水对应的指标要求。
(3)本发明提供的移动式光电互补污水深度净化系统采用光电互补发电供电，以太阳能为主，设备运行时，能耗低，单位运行成本比现有技术低至少一半。
(4)本发明提供的移动式光电互补污水深度净化系统设计时，适当预留用电负荷，当水体中的COD、BOD、总氮或污水流量等负荷变化大时，通过调整用电量，就可以满足负荷冲击，保证水质，抗负荷冲击力强。
(5)目前，生物法是污水处理主流工艺。但是，生物法调试速度慢，一个调试周期少则几周，多则几个月。此外，生物法不仅要控制加药量、风量、温度等诸多缺点。而本发明提供的移动式光电互补污水深度净化系统对污水进行处理，只要控制pH值、混凝剂和助凝剂加药量、电解电量就可以控制出水水质，且调试时间只要几个小时就可以合格，当天调试，当天达标。此外，开关灵活，当需要处理污水时就开，当不需要处理污水时就关。同时，可以根据需要去除污染物的多少，随时调整电解电压和电流，开大开小灵活，要去除的污染物多，就开大，要去除的少，就开小，不需要就关，节省成本，反应速度快，操作简单，易于自动控制。
(6)本发明提供的移动式光电互补污水深度净化系统占地约15～30平方米，占地面积仅为MBR工艺的五分之一或生化法的五分之一。
(7)本发明提供的污水处理方法在采用光伏发电装置自身发电以向污水深度净化系统的用电器供电的基础上，只需要“混凝+催化电解”两道工序，生产工艺流程短，操作控制时只需要控制pH值、混凝剂和助凝剂加药量、电解电量，控制因素少，操作简便。
(8)与生化法不同，生化法处理污水，由于有厌氧和缺氧工序，调试期长达几个月，而本发明提供的移动式光电互补污水深度净化系统在采用光伏发电装置自身发电以向污水深度净化系统的用电器供电的基础上，只需要混凝和催化电解脱氮两道工序，从开机到出水合格的调试时间仅需要几个小时，当天开机，当天合格。因此，调试期短。
(9)本发明提供的移动式光电互补污水深度净化系统是定型设备，在生产车间已生产调试完毕，需要时，只需将现场场地硬化，调运到到现场一周内就可以完成安装调试。因此，建设速度快。
(10)采用本发明提供的移动式光电互补污水深度净化系统对现有污水处理站进行提标改造时，利用现有用地即可，不需新增用地。
(11)采用本发明提供的移动式光电互补污水深度净化系统处理污水过程中，产生氧气，使处理后的再生水溶解氧大幅度增加，溶解氧含量能够达到5mg/L以上。
附图说明
图1为本发明提供的移动式光电互补污水深度净化系统的一种具体示意图；
图2为本发明提供的移动式光电互补污水深度净化系统的一种具体示意图；
图3为本发明提供的混凝沉淀装置的一种具体示意图；
图4为本发明提供的离子催化电解脱氮装置的一种具体示意图；
图5为本发明提供的污泥处理装置的一种具体示意图；
图6为本发明提供的光伏发电装置的一种具体示意图。
附图标记说明：1-集装箱，2-集成于集装箱内的污水深度净化系统，100-混凝沉淀装置，200-离子催化电解脱氮装置，300-污泥处理装置，400-光伏发电装置，110-pH调节池，120-混凝池，130-助凝池，140-沉淀池，141-污泥出口，144-泵，150-中间水池，210-电解机，220-直流电源，230-脱气罐，231-进水口，232-布水器，235-循环泵，240-电极清洗装置，241-酸洗溶液贮罐，242-酸洗溶液输送泵，250-离子催化剂投加装置，251-氯离子催化剂溶液贮罐，252-输送泵，253-管道混合器，310-污泥浓缩池，311-污水出口，312-污泥出口，320-理化调理池，330-脱水机，410-太阳能板，420-汇流箱，430-逆变器，440-光伏发电双向电表。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
参见图1和图2，本发明提供的移动式光电互补污水深度净化系统包括能够吊装的集装箱1、集成于集装箱内的污水深度净化系统2以及设置于集装箱表面的光伏发电装置400，所述集成于集装箱内的污水深度净化系统2包括混凝沉淀装置100、离子催化电解脱氮装置200和任选的污泥处理装置300。
参见图3，所述混凝沉淀装置包括pH调节池110、混凝池120、助凝池130、沉淀池140和中间水池150，所述pH调节池110的进水口与污水源连接，所述pH调节池110的出水口与混凝池120的进水口连接，所述混凝池120的出水口与助凝池130的进水口连接，所述助凝池130的出水口与沉淀池140的进水口连接，所述沉淀池140的出水口与中间水池150的进水口连接，所述沉淀池140的污泥出口与污泥处理装置300中污泥浓缩池310的进口连接，所述中间水池150的出水口与离子催化电解脱净化装置200中电解机的进水口连接。此外，所述pH调节池110、混凝池120、助凝池130中均优选设置有搅拌机。所述沉淀池140的污泥出口141与污泥处理装置300中污泥浓缩池310的进口连接且两者的连接管路上设置有泵144。
参见图4，所述离子催化电解脱氮装置200包括电解机210、直流电源220、脱气罐230和离子催化剂投加装置250，所述电解机210的进水口与混凝沉淀装置100的中间水池150的出水口连接，所述电解机210的出水口与脱气罐230的进水口连接；所述中间水池150的出水口与电解机210的进水口连接，两者连接的管路上还设置有用于将污水和氯离子催化剂进行混合的管道混合器253；所述离子催化剂投加装置250用于投加氯离子催化剂(次氯酸钠或氯化钠)，补充作为催化剂之用的氯离子，所述离子催化剂投加装置250的出口与电解机210的进水管连接，安装在电解机210进水管的管道混合器253之前；所述脱气罐230的出水口一路与清水排水管连接且另一路经由循环泵235与管道混合器253的进口连接，进而与电解机210的进水管连接。
在一种优选实施方式中，参见图4，所述脱气罐230的出水口设置于离脱气罐230顶部300～1000mm处，所述脱气罐230的出水口与清水排水管连接的管路上设置有曝气池(未示出)，用于曝气脱除水体中的次氯酸钠。
在一种优选实施方式中，参见图4，所述离子催化电解脱氮装置200中脱气罐230的进水口231与位于脱气罐230底部的布水器232连接，所述脱气罐230上部的出水口一路与曝气池进水口连接，另一路经由循环泵235与管道混合器253连接，所述脱气罐230的顶部还设有刮渣器和气泡浮渣收集槽，所述刮渣器用于将脱气罐中液体表面的气泡刮入气泡收集槽中。
在一种优选实施方式中，参见图4，所述离子催化剂投加装置250包括氯离子催化剂溶液贮罐251以及输送泵252，所述氯离子催化剂溶液贮罐251中的氯离子源(次氯酸钠或氯化钠)在输送泵252的作用下与管道混合器253的进口连接，以补充作为催化剂之用的氯离子。
在一种优选实施方式中，参见图4，所述离子催化电解脱氮装置200还包括电极清洗装置240，所述电极清洗装置240包括酸洗溶液贮罐241和酸洗溶液输送泵242，所述酸洗溶液贮罐241经酸洗溶液输送泵242与电解机210连接以在停机时将酸洗溶液贮罐241中的酸洗溶液输送至电解机210中对电极进行清洗。
在一种优选实施方式中，参见图4，所述离子催化电解脱氮装置200还包括电极清洗装置240，所述电极清洗装置240包括酸洗溶液贮罐241和酸洗溶液输送泵242，所述酸洗溶液贮罐241的出口经酸洗溶液输送泵242与电解机210的出水口连接，所述酸洗溶液贮罐241的进口与电解机210的进水口连接，当离子催化电解脱氮装置200的电极被污染结垢，电解效率降低时，停止离子催化电解脱氮装置200工作，启动酸洗溶液输送泵242以将酸洗溶液贮罐241中的酸洗溶液引入电解机210中去除沉积于电极表面的结垢。其中，所述酸洗溶液可以采用2％～3％盐酸溶液或者4％～5％的柠檬酸溶液。
在一种优选实施方式中，参见图5，所述污泥处理装置300包括污泥浓缩池310、理化调理池320和脱水机330，所述污泥浓缩池310的进口分别与混凝沉淀装置100中沉淀池140底部的污泥出口141以及离子催化电解脱氮装置200中脱气罐230底部的污泥出口连接，所述污泥浓缩池310的污泥出口312与理化调理池320的进口连接，所述污泥浓缩池310的污水出口311与混凝沉淀装置100中pH调节池110的进水口连接；所述理化调理池320的出口与脱水机330的进口连接，所述脱水机330的污水出口与混凝沉淀装置100中pH调节池110的进水口连接，所述脱水机330产出的泥块收集于污泥收集坪内，泥块焚烧处理。
参见图6，所述光电发电装置400包括若干太阳能板410、汇流箱420、逆变器430和光伏发电双向电表440，所述汇流箱420用于对太阳能板410所产生电能进行汇流，所述汇流箱420的输出端一路经由逆变器430至少与污水深度净化系统的用电器连接以向用电器提供电源，另一路经由逆变器和光伏发电双向电表440与电网连接。其中，所述太阳能板410可以为单晶硅板，也可以为多晶硅板。所述污水深度净化系统的用电器包括电解机以及其他需要用电的器件(例如，混合沉淀装置100中pH调节池110、混凝池120、助凝池130的搅拌桨以及管路上设置的各种泵等)。当光伏发电装置400所产生的电量多于污水深度净化系统200的使用电量时，则光伏发电装置400的多余电量经由逆变器和光伏发电双向电表440向电网供电；当光伏发电装置400所产生的电量小于污水深度净化系统200的使用电量时，则由电网经由光伏发电双向电表440和逆变器430向污水深度净化系统200的用电器供电。
在一种优选实施方式中，所述移动式光电互补污水深度净化系统的进水口安装有COD、氨氮、总氮和总磷的在线监测仪的一种或多种，出水口安装有余氯在线监测仪、COD、氨氮、总氮和总磷的在线监测仪中的一种或多种。
在一种具体实施方式中，本发明提供的污水处理方法包括如下步骤：
S1、混凝沉淀：将待处理污水引入pH调节池中，开启搅拌机，按20～100g/m3用量加入碱性物质(所述碱性物质选自氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠和碳酸钾中的至少一种)，搅拌混合1～2分钟，将待处理污水的pH调节至8～9，再利用液位差使污水从pH调节池流入混凝池中，按80～150g/m3用量加入混凝剂(所述混凝剂选自三氯化铁、聚合铁、硫酸铁、硫酸铝和聚合氯化铝(PAC)中的至少一种)，搅拌混合2～5分钟，再利用液位差使污水从混凝池流入助凝池中，按1～1.5g/m3用量加入聚丙烯酰胺(PAM)作为助凝剂，搅拌混合1～2分钟后，再利用液位差使污水从助凝池流入沉淀池中沉淀15～60分钟，沉淀池的上清液流入中间水池，沉淀池的底部污泥泵入污泥浓缩池；所述混凝沉淀主要用于去除污水中大量的SS、CODCr、BOD5、总磷、石油类、动植物油和各种重金属离子，经过混凝沉淀处理后，SS被去除95％以上，CODCr、BOD5被去除70～90％以上，总磷被去除95％以上，各种重金属离子被去除95％以上；
S2、离子催化电解脱氮：将中间水池的出水按300～800mL/m3用量加入10～12％次氯酸钠或按80～200g/m3用量加入氯化钠作为氯离子催化剂，混匀后泵入电解机中进行离子催化电解脱氮，所述离子催化电解脱氮的工作电压为5～100V且电流为10～2000A，电解后的出水进入脱气罐中进行气液分离，上部的气泡经过刮渣机刮入气泡收集槽中，清液经过循环泵再次泵入电解机进一步电解至氨氮、总氮、CODCr、BOD5合格后排入曝气池，经过曝气池曝气脱除残余次氯酸钠后排入排水口；所述离子催化电解脱氮主要用于去除混凝沉淀处理后污水中残余的氨氮和总氮，同时辅助去除污水中的SS、CODCr、BOD5和总磷；经过离子催化电解脱氮后的出水满足如下指标：CODCr≤40mg/L、BOD5≤10mg/L、氨氮≤2mg/L、总氮≤3mg/L、总磷≤0.4mg/L、SS≤10mg/L、色度≤5、粪大肠菌群数≤3个/L，出水经曝气池曝气后的水质符合《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)Ⅴ水对应的指标要求；
S3、污泥处理：将混凝沉淀和离子催化电解脱氮所得污泥分别输送至污泥浓缩池内进行重力浓缩得到上部的上清液和底部的浓缩污泥；将所述上清液输送至混凝沉淀装置的pH调节池中，将浓缩污泥输送至理化调理池中；在上述理化调理池内加入理化调理剂，再输送至脱水机内脱水，所述脱水所得污水返回至混凝沉淀装置的pH调节池中进一步处理，所述脱水所得泥块收集于污泥收集坪内，泥块焚烧处理，所述理化调理剂选自石灰、三氯化铁和聚合氯化铝中的至少一种。
所述混凝剂选自三氯化铁、聚合铁、硫酸铁、硫酸铝和聚合氯化铝中的至少一种，使用时，优选先配制成10～15％的溶液，以溶液形式使用。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
实施例1移动式光电互补污水深度净化系统，日处理量为50吨/日
参见图1和图2，本实施例提供的某50吨/日的移动式光电互补污水深度净化系统包括能够吊装的集装箱1、集成于集装箱内的污水深度净化系统2以及设置于集装箱表面的光伏发电装置400，其中，集装箱1的几何尺寸为2300×5900×2780(mm)，所述集成于集装箱内的污水深度净化系统2包括混凝沉淀装置100和离子催化电解脱氮装置200。
参见图3，所述混凝沉淀装置100包括pH调节池110、混凝池120、助凝池130、沉淀池140和中间水池150，其中，所述pH调节池110的几何尺寸为50升的方桶或圆桶，所述pH调节池110的进水口连接污水源，所述pH调节池110的出水口与混凝池120的进水口连接；所述混凝池120的几何尺寸为200升的方桶或圆桶，所述混凝池120的出水口与助凝池130的进水口连接；所述助凝池130的几何尺寸为50升的方桶或圆桶，所述助凝池130的出水口与沉淀池140的进水口连接；所述沉淀池140的几何尺寸为2800升的方桶或圆桶，所述沉淀池140的出水口与中间水池150的进水口连接，所述沉淀池140的底部还设置有排泥口；所述中间水池150的几何尺寸为1000升的方桶或圆桶，所述中间水池150的出水口连接离子催化电解脱氮装置200。所述pH调节池110、混凝池120、助凝池130内设置有搅拌器。
参见图4，所述离子催化电解脱氮装置200包括电解机210、直流电源220、脱气罐230、电极清洗装置240和离子催化剂投加装置250；所述电解机210的几何尺寸为315×2500(mm)的圆管，管内安装有电极组；所述电解机210的进水口与混凝沉淀装置100的中间水池150的出水口连接，所述电解机210的出水口与脱气罐230的进水口连接；所述脱气罐230的几何尺寸为1200×2300(mm)的圆桶，在距圆桶顶部400(mm)为出水口，经Φ100管道与曝气池连接，脱气罐230的出水管还设有循环泵235与电解机210的进水管连接。所述电极清洗装置240包括酸洗溶液贮罐241和酸洗溶液输送泵242，所述酸洗溶液贮罐241的出口与电解机210的出水口连接且酸洗溶液输送泵242设置在两者的连接管路上，所述酸洗溶液贮罐241的进口与电解机210的进水口连接。其中，所述酸洗溶液采用2％～3％的盐酸溶液或者4％～5％的柠檬酸溶液。所述离子催化剂投加装置250包括氯离子催化剂溶液贮罐251和输送泵252，所述氯离子催化剂溶液贮罐251的出口在输送泵252的作用下与管道混合器253的进口连接。
参见图6，所述光电发电装置400包括若干太阳能板410、汇流箱420、逆变器430和光伏发电双向电表440，所述汇流箱420用于对太阳能板410所产生电能进行汇流，所述汇流箱420的输出端一路经由逆变器430至少与污水深度净化系统的用电器连接以向用电器提供电源，另一路经由逆变器和光伏发电双向电表440与电网连接。所述太阳能板410为单晶硅板。所述污水深度净化系统的用电器包括电解机以及其他需要用电的器件(各搅拌器及泵等)。当光伏发电装置400所产生的电量多于污水深度净化系统200的使用电量时，则光伏发电装置400的多余电量经由逆变器和光伏发电双向电表440向电网供电；当光伏发电装置400所产生的电量小于污水深度净化系统200的使用电量时，则由电网经由光伏发电双向电表440和逆变器430向污水深度净化系统200的用电器供电。
所述待处理污水经测定水质情况如表1所示。
表1
| 序号 | 项目 | 单位 | 测定值 | 序号 | 项目 | 单位 | 测定值 |
| 1 | COD<sub>Cr</sub> | mg/L | 200 | 5 | 氨氮 | mg/L | 55 |
| 2 | SS | mg/L | 170 | 6 | 总氮 | mg/L | 63 |
| 3 | 总磷 | mg/L | 7.5 | 7 | pH值 | - | 7.3 |
| 4 | BOD<sub>5</sub> | mg/L | 85 | 8 | 氯离子 | mg/L | 65 |
本实施例采用以上某50吨/日的移动式光电互补污水深度净化系统对表1中的待处理污水进行处理且在污水处理的过程中采用设置于集装箱表面的光伏发电装置向污水深度净化系统的用电器供电，具体具体步骤包括：
S1、混凝沉淀：将待处理污水定量泵到pH调节池110中，开启搅拌机，泵入10％的氢氧化钠溶液，搅拌混合2分钟，将待处理污水的pH调节至8.5，再利用液位差使污水从pH调节池110流入混凝池120中，按1000mL/m3用量泵入10％的PAC溶液，搅拌混合5分钟，再利用液位差使污水从混凝池120流入助凝池130中，按300mL/m3用量泵入1.0‰的PAM溶液，搅拌混合2分钟，再利用液位差使污水从助凝池130流入沉淀池140中沉淀60分钟，将沉淀池140的上清液利用液位差流入中间水池150中。
所述混凝沉淀主要用于去除污水中大量的SS、COD、BOD5、总磷和各种重金属离子，经过混凝沉淀处理后，SS被去除95％以上，COD、BOD5被去除80～90％以上，总磷被去除95％以上，各种重金属离子95％以上被去除。
S2、离子催化电解脱氮：启动提升泵，将中间水池150出水泵入管道混合器253中，中间水池150出水中氯离子的浓度为65mg/L，因水体中氯离子的浓度低于100mg/L，启动离子催化剂投加装置250中的输送泵252，往管道混合器253中加入12％的次氯酸钠以将污水中的氯离子浓度提高至120mg/L，污水与氯离子催化剂在管道混合器253中混合均匀之后泵入电解机210中离子催化电解脱氮，所述电解机的工作电压为55V且电流为260A，电解后的清水进入脱气罐230中进行气液分离，上部的气泡经过刮渣机刮入气泡收集槽中，下部清液经过循环泵235再次泵入电解机210进一步电解净化至氨氮、总氮、COD、BOD合格后排入曝气池中曝气，脱除残余的次氯酸钠后排入自然水体。所述离子催化电解脱氮主要用于去除氨氮和总氮，同时兼顾去除混凝沉淀后污水中残余的SS、CODCr、BOD5和总磷，经过离子催化电解脱氮后的出水水质情况如表2所示，具体满足如下指标：CODCr≤40mg/L、BOD5≤10mg/L、氨氮≤1.5mg/L、总氮≤3mg/L、总磷≤0.2mg/L、SS≤8mg/L、色度小于5、粪大肠菌群数小于3个/L。
表2
| 序号 | 项目 | 单位 | 测定值 | 序号 | 项目 | 单位 | 测定值 |
| 1 | COD<sub>Cr</sub> | mg/L | 40 | 4 | 总氮 | mg/L | 3 |
| 2 | BOD<sub>5</sub> | mg/L | 10 | 5 | 总磷 | mg/L | 0.2 |
| 3 | SS | mg/L | 8 | 6 | 色度 | 倍 | 2 |
| 4 | 氨氮 | mg/L | 1.5 | 7 | pH值 | - | 7.2 |
实施例2移动式光电互补污水深度净化系统，日处理量为100吨/日
参见图1和图2，本实施例提供的某100吨/日的移动式光电互补污水深度净化系统包括能够吊装的集装箱1、集成于集装箱内的污水深度净化系统2以及设置于集装箱表面的光伏发电装置400，其中，集装箱1的几何尺寸为2300×5900×2780(mm)，所述集成于集装箱内的污水深度净化系统2包括混凝沉淀装置100和离子催化电解脱氮装置200。
参见图3，所述混凝沉淀装置100包括pH调节池110、混凝池120、助凝池130、沉淀池140和中间水池150，其中，pH调节池110的几何尺寸为100升的方桶或圆桶，所述pH调节池110的进水口连接污水源，所述pH调节池110的出水口与混凝池120的进水口连接；所述混凝池120的几何尺寸为500升的方桶或圆桶，所述混凝池120的出水口与助凝池130的进水口连接；所述助凝池130的几何尺寸为100升的方桶或圆桶，所述助凝池130出水口与沉淀池140的进水口连接；所述沉淀池140的几何尺寸为4000升的方桶或圆桶，所述沉淀池140的出水口与中间水池150的进水口连接，所述沉淀池140的底部还设置有排泥口；所述中间水池150的几何尺寸为1000升的方桶或圆桶，所述中间水池150的出水口连接离子催化电解脱氮装置200。所述pH调节池110、混凝池120、助凝池130内设置有搅拌器。
参见图4，所述离子催化电解脱氮装置200包括电解机210、直流电源220、脱气罐230、电极清洗装置240和离子催化剂投加装置250；所述电解机210的几何尺寸为Φ315×2500(mm)的圆管，管内安装有电极组；所述电解机210的进水口与混凝沉淀装置100的中间水池150的出水口连接，所述电解机210的出水口与脱气罐230的进水口连接；所述脱气罐230的几何尺寸为Φ1200×2800(mm)的圆桶，在距圆桶顶部400(mm)为出水口，经Φ100管道与曝气池连接，脱气罐230的出水管还设有循环泵235与电解机210的进水管连接。所述电极清洗装置240包括酸洗溶液贮罐241和酸洗溶液输送泵242，所述酸洗溶液贮罐241的出口与电解机210的出水口连接且酸洗溶液输送泵242设置在两者的连接管路上，所述酸洗溶液贮罐241的进口与电解机210的进水口连接。其中，所述酸洗溶液采用2％～3％的盐酸溶液或者4％～5％的柠檬酸溶液。所述离子催化剂投加装置250包括氯离子催化剂溶液贮罐251和输送泵252，所述氯离子催化剂溶液贮罐251的出口在输送泵252的作用下与管道混合器253的进口连接。
参见图6，所述光电发电装置400包括若干太阳能板410、汇流箱420、逆变器430和光伏发电双向电表440，所述汇流箱420用于对太阳能板410所产生电能进行汇流，所述汇流箱420的输出端一路经由逆变器430至少与污水深度净化系统的用电器连接以向用电器提供电源，另一路经由逆变器和光伏发电双向电表440与电网连接。所述太阳能板410为多晶硅板。所述污水深度净化系统的用电器包括电解机以及其他需要用电的器件(各搅拌器及泵等)。当光伏发电装置400所产生的电量多于污水深度净化系统200的使用电量时，则光伏发电装置400的多余电量经由逆变器和光伏发电双向电表440向电网供电；当光伏发电装置400所产生的电量小于污水深度净化系统200的使用电量时，则由电网经由光伏发电双向电表440和逆变器430向污水深度净化系统200的用电器供电。
所述待处理污水经测定指标如表3所示。
表3
| 序号 | 项目 | 单位 | 测定值 | 序号 | 项目 | 单位 | 测定值 |
| 1 | COD<sub>Cr</sub> | mg/L | 400 | 5 | 氨氮 | mg/L | 25 |
| 2 | SS | mg/L | 400 | 6 | 色度 | 倍 | 100 |
| 3 | 总磷 | NTU | 3.5 | 7 | pH值 | - | 6.5 |
| 4 | BOD<sub>5</sub> | mg/L | 180 | 8 | 总氮 | mg/L | 30 |
本实施例采用以上某50吨/日的移动式光电互补污水深度净化系统对表3中的待处理污水进行处理且在污水处理的过程中采用设置于集装箱表面的光伏发电装置向污水深度净化系统的用电器供电，具体具体步骤包括：
S1、混凝沉淀：将待处理污水定量泵到pH调节池110中，开启搅拌机，泵入10％的氢氧化钠溶液，搅拌混合2分钟，将待处理污水的pH调节至8.5，再利用液位差使污水从pH调节池110流入混凝池120中，按1000mL/m3用量泵入10％的三氯化铁溶液，搅拌混合5分钟，再利用液位差使污水从混凝池120流入助凝池130中，按500mL/m3用量泵入1.0‰的PAM溶液，搅拌混合2分钟，再利用液位差使污水从助凝池130流入沉淀池140中沉淀60分钟，将沉淀池140的上清液利用液位差流入中间水池150中。
所述混凝沉淀主要用于去除污水中大量的SS、COD、BOD5、总磷和各种重金属离子，经过混凝沉淀处理后，SS被去除95％以上，COD、BOD5被去除80～90％以上，总磷被去除95％以上，各种重金属离子95％以上被去除。
S2、离子催化电解脱氮：启动提升泵，将中间水池150出水泵入管道混合器253中，中间水池150出水中氯离子的浓度为80mg/L，因水体中氯离子的浓度低于100mg/L，启动离子催化剂投加装置250中的输送泵252，往管道混合器253中加入氯化钠溶液以将污水中的氯离子浓度提高至150mg/L，污水与氯离子催化剂在管道混合器253中混合均匀之后泵入电解机210中离子催化电解脱氮，所述电解机的工作电压为50V且电流为180A，电解后的清水进入脱气罐230中进行气液分离，上部的气泡经过刮渣机刮入气泡收集槽中，下部清液经过循环泵235再次泵入电解机210进一步电解净化至氨氮、总氮、COD、BOD合格后排入曝气池中曝气，脱除残余的次氯酸钠后排入自然水体。所述离子催化电解脱氮主要用于去除氨氮和总氮，同时兼顾去除混凝沉淀后污水中残余的SS、CODCr、BOD5和总磷，经过离子催化电解脱氮后的出水水质情况如表4所示，具体满足如下指标：CODCr≤40mg/L、BOD5≤10mg/L、氨氮≤1.5mg/L、总氮≤3mg/L、总磷≤0.2mg/L、SS≤8mg/L、色度≤2、粪大肠菌群数小于3个/L。
表4
| 序号 | 项目 | 单位 | 测定值 | 序号 | 项目 | 单位 | 测定值 |
| 1 | COD<sub>Cr</sub> | mg/L | 24 | 5 | 氨氮 | mg/L | 0.5 |
| 2 | SS | mg/L | 8 | 6 | 总氮 | mg/L | 2.5 |
| 3 | 总磷 | mg/L | 0.25 | 7 | 色度 | 2 | |
| 4 | BOD<sub>5</sub> | mg/L | 7 | 8 | pH值 | - | 7.2 |
实施例3移动式光电互补污水深度净化系统，日处理量为200吨/日
参见图1和图2，本实施例提供的某200吨/日的移动式光电互补污水深度净化系统包括能够吊装的集装箱1、集成于集装箱内的污水深度净化系统2以及设置于集装箱表面的光伏发电装置400，其中，集装箱1的几何尺寸为2300×8700×2780(mm)，所述集成于集装箱内的污水深度净化系统2包括混凝沉淀装置100和离子催化电解脱氮装置200。
参见图3，所述混凝沉淀装置100包括pH调节池110、混凝池120、助凝池130、沉淀池140和中间水池150，其中，所述pH调节池110的几何尺寸为200升的方桶或圆桶，所述pH调节池110的进水口连接污水源，所述pH调节池110的出水口与混凝池120的进水口连接；所述混凝池120的几何尺寸为1000升的方桶或圆桶，所述混凝池120的出水口与助凝池130的进水口连接；所述助凝池130的几何尺寸为200升的方桶或圆桶，所述助凝池130的出水口与沉淀池140的进水口连接；所述沉淀池140的几何尺寸为9000升的方桶或圆桶，所述沉淀池140的出水口与中间水池150的进水口连接，所述沉淀池140的底部还设置有排泥口；所述中间水池150的几何尺寸为2000升的方桶或圆桶，所述中间水池150的出水口连接离子催化电解脱氮装置200。所述pH调节池110、混凝池120、助凝池130内设置有搅拌器。
参见图4，所述离子催化电解脱氮装置200包括电解机210、直流电源220、脱气罐230、电极清洗装置240和离子催化剂投加装置250；所述电解机210的几何尺寸为Φ315×2500(mm)的圆管，管内安装有电极组；所述电解机210的进水口与混凝沉淀装置100的中间水池150的出水口连接，所述电解机210的出水口与脱气罐230的进水口连接；所述脱气罐230的几何尺寸为Φ1600×2800(mm)的圆桶，在距圆桶顶部400(mm)为出水口，经Φ100管道与曝气池连接，脱气罐230的出水管还设有循环泵235与电解机210的进水管连接。所述电极清洗装置240包括酸洗溶液贮罐241和酸洗溶液输送泵242，所述酸洗溶液贮罐241的出口与电解机210的出水口连接且酸洗溶液输送泵242设置在两者的连接管路上，所述酸洗溶液贮罐的进口与电解机的进水口连接。其中，所述酸洗溶液采用2％～3％的盐酸溶液或者4％～5％的柠檬酸溶液。所述离子催化剂投加装置250包括氯离子催化剂溶液贮罐251和输送泵252，所述氯离子催化剂溶液贮罐251的出口在输送泵252的作用下与管道混合器253的进口连接。
所述离子催化电解脱氮装置200的脱气罐230的进水口231与位于脱气罐230底部的布水器232连接，所述脱气罐230上部的出水口与曝气池进水口连接，所述脱气罐230的顶部还设有刮渣器和气泡收集槽，所述刮渣器用于将脱气罐230中液体表面的气泡刮入气泡收集槽中。
参见图5，所述污泥处理装置300包括污泥泵、污泥浓缩池310、理化调理池320和脱水机330，所述污泥泵的进口分别与所述混凝沉淀装置100、离子催化电解脱氮装置200的污泥出口连接，所述污泥泵的出口与污泥浓缩池310的进口连接，污泥浓缩池310的污泥出口312与理化调理池320的进口连接，污泥浓缩池310的污水出口与混凝沉淀装置100的进水口连接；理化调理池320的出口与脱水机330的进口连接，脱水机330产出的泥块收集于污泥收集坪内，脱水机330的污水与混凝沉淀装置100的进水口连接。
参见图6，所述光电发电装置400包括若干太阳能板410、汇流箱420、逆变器430和光伏发电双向电表440，所述汇流箱420用于对太阳能板410所产生电能进行汇流，所述汇流箱420的输出端一路经由逆变器430至少与污水深度净化系统的用电器连接以向用电器提供电源，另一路经由逆变器和光伏发电双向电表440与电网连接。所述太阳能板410为多晶硅板。所述污水深度净化系统的用电器包括电解机以及其他需要用电的器件(各搅拌器及泵等)。当光伏发电装置400所产生的电量多于污水深度净化系统200的使用电量时，则光伏发电装置400的多余电量经由逆变器和光伏发电双向电表440向电网供电；当光伏发电装置400所产生的电量小于污水深度净化系统200的使用电量时，则由电网经由光伏发电双向电表440和逆变器430向污水深度净化系统200的用电器供电。
所述待处理污水经测定水质情况如表5所示。
表5
| 序号 | 项目 | 单位 | 测定值 | 序号 | 项目 | 单位 | 测定值 |
| 1 | COD<sub>Cr</sub> | mg/L | 190 | 5 | 氨氮 | mg/L | 30 |
| 2 | BOD<sub>5</sub> | mg/L | 71 | 6 | 总氮 | mg/L | 35 |
| 3 | 总磷 | mg/L | 3 | 7 | 色度 | 倍 | 150 |
| 4 | SS | mg/L | 200 | 8 | pH值 | - | 7.5 |
本实施例采用以上某50吨/日的移动式光电互补污水深度净化系统对表5中的待处理污水进行处理且在污水处理的过程中采用设置于集装箱表面的光伏发电装置向污水深度净化系统的用电器供电，具体具体步骤包括：
S1、混凝沉淀：将待处理污水定量泵到pH调节池110中，开启搅拌机，泵入10％的氢氧化钠溶液，搅拌混合2分钟，将待处理污水的pH调节至9.0，再利用液位差使污水从pH调节池110流入混凝池120中，按1200mL/m3用量泵入10％的硫酸铁溶液，搅拌混合5分钟，再利用液位差使污水从混凝池120流入助凝池130中，按300mL/m3用量泵入1.0‰的PAM溶液，搅拌混合2分钟，再利用液位差使污水从助凝池130流入沉淀池140中沉淀60分钟，将沉淀池140的上清液利用液位差流入中间水池150中。
所述混凝沉淀主要用于去除污水中大量的SS、COD、BOD5、总磷和各种重金属离子，经过混凝沉淀处理后，SS被去除95％以上，COD、BOD5被去除80～90％以上，总磷被去除95％以上，各种重金属离子95％以上被去除。
S2、离子催化电解脱氮：启动提升泵，将中间水池150出水泵入管道混合器253中，中间水池150出水中氯离子的浓度为43mg/L，因水体中氯离子的浓度低于100mg/L，启动离子催化剂投加装置250中的输送泵252，往管道混合器253中加入10％的次氯酸钠以将污水中的氯离子浓度提高至100mg/L，污水与氯离子催化剂在管道混合器253中混合均匀之后泵入电解机210中离子催化电解脱氮，所述电解机的工作电压为48V且电流为410A，电解后的清水进入脱气罐230中进行气液分离，上部的气泡经过刮渣机刮入气泡收集槽中，下部清液经过循环泵235再次泵入电解机210进一步电解净化至氨氮、总氮、COD、BOD合格后排入曝气池中曝气，脱除残余的次氯酸钠后排入自然水体。所述离子催化电解脱氮主要用于去除氨氮和总氮，同时兼顾去除混凝沉淀后污水中残余的SS、CODCr、BOD5和总磷，经过离子催化电解脱氮后的出水水质情况如表6所示，具体满足如下指标：CODCr≤40mg/L、BOD5≤10mg/L、氨氮≤1.5mg/L、总氮≤3mg/L、总磷≤0.2mg/L、SS≤8mg/L、色度≤2、粪大肠菌群数小于3个/L。
表6
| 序号 | 项目 | 单位 | 测定值 | 序号 | 项目 | 单位 | 测定值 |
| 1 | COD<sub>Cr</sub> | mg/L | 32 | 5 | 氨氮 | mg/L | 0.5 |
| 2 | BOD<sub>5</sub> | mg/L | 8 | 6 | 总氮 | mg/L | 2.9 |
| 3 | 总磷 | mg/L | 0.12 | 7 | 色度 | 倍 | 2 |
| 4 | SS | mg/L | 6 | 8 | pH值 | - | 7.5 |
实施例4移动式光电互补污水深度净化系统，日处理量为500吨/日
参见图1和图2，本实施例提供的某500吨/日的移动式光电互补污水深度净化系统包括能够吊装的集装箱1、集成于集装箱内的污水深度净化系统2以及设置于集装箱表面的光伏发电装置400，其中，集装箱1的几何尺寸为2300×1350×2780(mm)，所述集成于集装箱内的污水深度净化系统2包括混凝沉淀装置100和离子催化电解脱氮装置200。
参见图3，所述混凝沉淀装置100包括pH调节池110、混凝池120、助凝池130、沉淀池140和中间水池150，其中，所述pH调节池110的几何尺寸为1000升的方桶或圆桶，所述pH调节池110的进水口连接污水源，所述pH调节池110的出水口与混凝池120的进水口连接；所述混凝池120的几何尺寸为3000升的方桶或圆桶，所述混凝池120的出水口与助凝池130的进水口连接；所述助凝池130的几何尺寸为1000升的方桶或圆桶，所述助凝池130的出水口与沉淀池140的进水口连接；所述沉淀池140的几何尺寸为18000升的方桶或圆桶，所述沉淀池140的出水口与中间水池150的进水口连接，所述沉淀池140的底部还设置有排泥口；所述中间水池150的几何尺寸为2000升的方桶或圆桶，所述中间水池150的出水口连接离子催化电解脱氮装置200。所述pH调节池110、混凝池120、助凝池130内设置有搅拌器。
参见图4，所述离子催化电解脱氮装置200包括电解机210、直流电源220、脱气罐230、电极清洗装置240和离子催化剂投加装置250；所述电解机210的几何尺寸为Φ315×2500(mm)的圆管，管内安装有电极组；所述电解机210的进水口与混凝沉淀装置100的中间水池150的出水口连接，所述电解机210的出水口与脱气罐230的进水口连接；所述脱气罐230的几何尺寸为Φ1600×2800(mm)的圆桶，在距圆桶顶部400(mm)为出水口，经Φ100管道与曝气池连接，脱气罐230的出水管还设有循环泵235与所述电解机210的进水管连接。所述电极清洗装置240包括酸洗溶液贮罐241和酸洗溶液输送泵242，所述酸洗溶液贮罐241的出口与电解机210的出水口连接且酸洗溶液输送泵242设置在两者的连接管路上，所述酸洗溶液贮罐的进口与电解机的进水口连接。其中，所述酸洗溶液采用2％～3％的盐酸溶液或者4％～5％的柠檬酸溶液。所述离子催化剂投加装置250包括氯离子催化剂溶液贮罐251和输送泵252，所述氯离子催化剂溶液贮罐251的出口在输送泵252的作用下与管道混合器253的进口连接。
所述离子催化电解脱氮装置200的脱气罐230的进水口231与位于脱气罐230底部的布水器232连接，所述脱气罐230上部的出水口与曝气池进水口连接，所述脱气罐230的顶部还设有刮渣器和气泡收集槽。
参见图5，所述污泥处理装置300包括污泥泵、污泥浓缩池310、理化调理池320和脱水机330，所述污泥泵的进口分别与所述混凝沉淀装置100、离子催化电解脱氮装置200的污泥出口连接，所述污泥泵的出口与污泥浓缩池310的进口连接，污泥浓缩池310的污泥出口312与理化调理池320的进口连接，污泥浓缩池310的污水出口与混凝沉淀装置100的进水口连接；理化调理池320的出口与脱水机330的进口连接，脱水机330产出的泥块收集于污泥收集坪内，脱水机330的污水与混凝沉淀装置100的进水口连接。
参见图6，所述光电发电装置400包括若干太阳能板410、汇流箱420、逆变器430和光伏发电双向电表440，所述汇流箱420用于对太阳能板410所产生电能进行汇流，所述汇流箱420的输出端一路经由逆变器430至少与污水深度净化系统的用电器连接以向用电器提供电源，另一路经由逆变器和光伏发电双向电表440与电网连接。所述太阳能板410为单晶硅板。所述污水深度净化系统的用电器包括电解机以及其他需要用电的器件(各搅拌器及泵等)。当光伏发电装置400所产生的电量多于污水深度净化系统200的使用电量时，则光伏发电装置400的多余电量经由逆变器和光伏发电双向电表440向电网供电；当光伏发电装置400所产生的电量小于污水深度净化系统200的使用电量时，则由电网经由光伏发电双向电表440和逆变器430向污水深度净化系统200的用电器供电。
所述待处理污水经测定水质情况如表7所示。
表7
| 序号 | 项目 | 单位 | 测定值 | 序号 | 项目 | 单位 | 测定值 |
| 1 | COD<sub>Cr</sub> | mg/L | 300 | 5 | 氨氮 | mg/L | 31 |
| 2 | BOD<sub>5</sub> | mg/L | 140 | 6 | 总氮 | mg/L | 33.5 |
| 3 | 总磷 | mg/L | 3.5 | 7 | 色度 | 倍 | 120 |
| 4 | SS | mg/L | 200 | 8 | pH值 | - | 7 |
本实施例采用以上某50吨/日的移动式光电互补污水深度净化系统对表7中的待处理污水进行处理且在污水处理的过程中采用设置于集装箱表面的光伏发电装置向污水深度净化系统的用电器供电，具体具体步骤包括：
S1、混凝沉淀：将待处理污水定量泵到pH调节池110中，开启搅拌机，泵入10％的氢氧化钠溶液，搅拌混合2分钟，将待处理污水的pH调节至9.0，再利用液位差使污水从pH调节池110流入混凝池120中，按900mL/m3用量泵入10％的硫酸铝溶液，搅拌混合5分钟，再利用液位差使污水从混凝池120流入助凝池130中，按300mL/m3用量泵入1.0‰的PAM溶液，搅拌混合2分钟，再利用液位差使污水从助凝池130流入沉淀池140中沉淀60分钟，将沉淀池140的上清液利用液位差流入中间水池150中。
所述混凝沉淀主要用于去除污水中大量的SS、COD、BOD5、总磷和各种重金属离子，经过混凝沉淀处理后，SS被去除95％以上，COD、BOD5被去除80～90％以上，总磷被去除95％以上，各种重金属离子95％以上被去除。
S2、离子催化电解脱氮：启动提升泵，将中间水池150出水泵入管道混合器253中，中间水池150出水中氯离子的浓度为55mg/L，因水体中氯离子的浓度低于100mg/L，启动离子催化剂投加装置250中的输送泵252，往管道混合器253中加入11％的次氯酸钠以将污水中的氯离子浓度提高至130mg/L，污水与氯离子催化剂在管道混合器253中混合均匀之后泵入电解机210中离子催化电解脱氮，所述电解机的工作电压为45V且电流为1000A，电解后的清水进入脱气罐230中进行气液分离，上部的气泡经过刮渣机刮入气泡收集槽中，下部清液经过循环泵235再次泵入电解机210进一步电解净化至氨氮、总氮、COD、BOD合格后排入曝气池中曝气，脱除残余的次氯酸钠后排入自然水体。所述离子催化电解脱氮主要用于去除氨氮和总氮，同时兼顾去除混凝沉淀后污水中残余的SS、CODCr、BOD5和总磷，经过离子催化电解脱氮后的出水水质情况如表8所示，具体满足如下指标：CODCr≤40mg/L、BOD5≤10mg/L、氨氮≤1.5mg/L、总氮≤2.6mg/L、总磷≤0.2mg/L、SS≤8mg/L、色度≤2、粪大肠菌群数小于3个/L。
表8
| 序号 | 项目 | 单位 | 测定值 | 序号 | 项目 | 单位 | 测定值 |
| 1 | COD<sub>Cr</sub> | mg/L | 25 | 5 | 氨氮 | mg/L | 1.5 |
| 2 | BOD<sub>5</sub> | mg/L | 6 | 6 | 总氮 | mg/L | 2.6 |
| 3 | 总磷 | mg/L | 0.22 | 7 | 色度 | 倍 | 2 |
| 4 | SS | mg/L | 7 | 8 | pH值 | - | 7.1 |
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种移动式光电互补污水深度净化系统，其特征在于，所述移动式光电互补污水深度净化系统包括能够吊装的集装箱、集成于集装箱内的污水深度净化系统以及设置于集装箱表面的光伏发电装置，所述污水深度净化系统包括混凝沉淀装置和离子催化电解脱氮装置；所述混凝沉淀装置包括pH调节池、混凝池、助凝池、沉淀池和中间水池，所述pH调节池的出水口与混凝池的进水口连接，所述混凝池的出水口与助凝池的进水口连接，所述助凝池的出水口与沉淀池的进水口连接，所述沉淀池的出水口与中间水池的进水口连接；所述离子催化电解脱氮装置包括电解机、脱气罐和离子催化剂投加装置，所述电解机的进水口与混凝沉淀装置的中间水池的出水口连接且两者的连接管路上安装有管道混合器，所述离子催化剂投加装置的出口与管道混合器的进口连接，所述电解机的出水口与脱气罐的进水口连接，所述脱气罐的出水口一路与清水排水管连接而另一路经由循环泵与管道混合器的进口连接；所述光伏发电装置包括若干太阳能板、汇流箱、逆变器和光伏发电双向电表，所述汇流箱用于对太阳能板所产生电能进行汇流，所述汇流箱的输出端一路经由逆变器至少与污水深度净化系统的用电器连接以向用电器提供电源，另一路经由逆变器和光伏发电双向电表与电网连接。
2.根据权利要求1所述的移动式光电互补污水深度净化系统，其特征在于，当光伏发电装置所产生的电量多于污水深度净化系统的使用电量时，则光伏发电装置的多余电量经由逆变器和光伏发电双向电表向电网供电；当光伏发电装置所产生的电量小于污水深度净化系统的使用电量时，则由电网经由光伏发电双向电表和逆变器向污水深度净化系统的用电器供电。
3.根据权利要求1所述的移动式光电互补污水深度净化系统，其特征在于，所述脱气罐的进水口与位于脱气罐底部的布水器连接，所述脱气罐的顶部还设置有刮渣器和气泡浮渣收集槽，所述刮渣器用于将脱气罐中液体表面的气泡刮入气泡收集槽中。
4.根据权利要求1所述的移动式光电互补污水深度净化系统，其特征在于，所述脱气罐的出水口设置于离脱气罐顶部300～1000mm处，所述脱气罐的出水口与清水排水管连接的管路上设置有曝气池。
5.根据权利要求1所述的移动式光电互补污水深度净化系统，其特征在于，所述离子催化电解脱氮装置还包括电极清洗装置，所述电极清洗装置包括酸洗溶液贮罐和酸洗溶液输送泵，所述酸洗溶液贮罐的出口与电解机的出水口连接且酸洗溶液输送泵设置在两者的连接管路上，所述酸洗溶液贮罐的进口与电解机的进水口连接。
6.根据权利要求1所述的移动式光电互补污水深度净化系统，其特征在于，所述集成于集装箱内的污水深度净化系统还包括污泥处理装置，所述污泥处理装置包括污泥浓缩池、理化调理池和脱水机，所述污泥浓缩池的进口分别与混凝沉淀装置中沉淀池底部的污泥出口以及离子催化电解脱氮装置中脱气罐底部的污泥出口连接，所述污泥浓缩池的污泥出口与理化调理池的进口连接，所述污泥浓缩池的污水出口与混凝沉淀装置中pH调节池的进水口连接，所述理化调理池的出口与脱水机的进口连接，所述脱水机的污水出口与混凝沉淀装置中pH调节池的进水口连接，所述脱水机的泥块出口与外界连接。
7.根据权利要求1所述的移动式光电互补污水深度净化系统，其特征在于，所述pH调节池、混凝池和助凝池分别设置有pH调节剂投加装置、混凝剂投加装置和助凝剂投加装置，所述pH调节剂投加装置包括pH调节剂储罐和加药泵，所述混凝剂投加装置包括混凝剂储罐和加药泵，所述助凝剂投加装置包括助凝剂储罐和加药泵；和/或，所述移动式光电互补污水深度净化系统的进水口安装有COD、氨氮、总氮和总磷的在线监测仪中的一种或多种，出水口安装有余氯在线监测仪、COD、氨氮、总氮和总磷的在线监测仪中的一种或多种。
8.一种污水处理方法，其特征在于，该方法在权利要求1所述的移动式光电互补污水深度净化系统中进行且在污水处理的过程中采用设置于集装箱表面的光伏发电装置向污水深度净化系统的用电器供电，具体包括如下步骤：
S1、混凝沉淀：将待处理污水引入pH调节池中以将其pH值调节至8～9，再引入混凝池中并加入混凝剂混合均匀，所述混凝剂选自三氯化铁、聚合铁、硫酸铁、硫酸铝和聚合氯化铝中的至少一种，之后引入助凝池中并加入聚丙烯酰胺混合均匀，接着引入沉淀池中静置沉淀，所述静置沉淀所得上清液引入中间水池中；
S2、离子催化电解脱氮：将中间水池的出水与源自离子催化剂投加装置的氯离子催化剂在管道混合器中混合均匀之后引入电解机中进行离子催化电解脱氮，所述氯离子催化剂的用量以将引入电解机中污水的氯离子浓度控制在100～200mg/L为准，所述离子催化电解脱氮完毕后所得污水引入脱气罐中进行气液分离，所述气液分离所得上清液经由循环泵再次泵入电解机中进一步进行离子催化电解脱氮至氨氮、总氮、CODCr、BOD5合格后排入脱气罐脱气后外排。
9.根据权利要求8所述的污水处理方法，其特征在于，
步骤S1中，所述混凝剂的用量为80～150g/m3，所述助凝剂的用量为0.1～1.5g/m3，所述氯离子催化剂为次氯酸钠和/或氯化钠；
步骤S2中，所述离子催化电解脱氮的工作电压为5～100V且电流为10～2000A；
步骤S1中，所述混凝沉淀主要用于去除污水中大量的SS、CODCr、BOD5、总磷、石油类、动植物油和各种重金属离子，经过混凝沉淀处理后，SS被去除95％以上，CODCr、BOD5被去除70～90％，总磷被去除95％以上，各种重金属离子被去除95％以上；
步骤S2中，所述离子催化电解脱氮主要用于去除氨氮和总氮，同时兼顾去除混凝沉淀后污水中残余的SS、CODCr、BOD5和总磷，经过离子催化电解脱氮后的出水满足如下指标：CODCr≤40mg/L、BOD5≤10mg/L、氨氮≤2mg/L、总氮≤3mg/L、总磷≤0.4mg/L、SS≤10mg/L、色度≤5、粪大肠菌群数≤3个/L。
10.根据权利要求8所述的污水处理方法，其特征在于，该方法还包括步骤S3，将混凝沉淀和离子催化电解脱氮所得污泥别输送至污泥处理装置的污泥浓缩池内进行重力浓缩得到上部的上清液和底部的浓缩污泥；将上清液返回至混凝沉淀装置的pH调节池中进一步处理，将浓缩污泥输送至理化调理池中；在所述理化调理池内加入理化调理剂进行理化调理，所述理化调理剂选自石灰、三氯化铁和聚合氯化铝中的至少一种，经理化调理后的污泥输送至脱水机内脱水，所述脱水所得污水返回至混凝沉淀装置的pH调节池中进一步处理，所述脱水所得泥块外排。
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